Question:
Sentir le toucher à travers une surface épaisse?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Comment puis-je sentir le contact d'une main à travers une surface épaisse? Je travaille sur un appareil qui doit être complètement enfermé dans un boîtier en bois de 1 à 2 pouces d'épaisseur (ou en métal de 1 à 3 mm d'épaisseur) en raison des exigences de conception, donc aucune chance de boutons poussoirs.

Je pensais nous pourrions utiliser la détection tactile capacitive, mais je ne sais pas ce qui fonctionnera.

Des idées?

Huit réponses:
#1
+11
Jim
2009-12-23 19:23:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Si vous avez vraiment besoin de détecter le toucher à travers une surface métallique, vous pouvez le faire en utilisant 4 micros piézoélectriques isolés. Il existe une technique de détection du toucher qui fait référence à la fréquence détectée par 4 micros piézo équidistants. C'est une technique appelée SAW ou onde acoustique de surface. Il est normalement utilisé pour les écrans tactiles en 3 dimensions ou dont les surfaces sont sujettes à des dommages ou à une déformation. Il peut détecter l'emplacement d'un point tactile, la vitesse d'un toucher (il peut distinguer un tap d'une pression, pour émuler un clic de souris par exemple) et il peut détecter un point de déplacement ou de déplacement.

Si vous Je voulais que vous puissiez avoir une version très simplifiée pour implémenter quelques boutons de base ou des capteurs de pression. Au lieu de faire tous les calculs de fréquence ennuyeux, vous pouvez simplement positionner quelques micros piézoélectriques où vous voulez les boutons réels, puis utiliser une détection de seuil pour déterminer lequel a été enfoncé (celui avec le plus grand pic de signal). Ils sont assez affectifs car ils ne captent aucune vibration aérienne, vous n'avez donc pas à vous soucier des bruits forts qui les déclenchent, bien que le laisser tomber sur le sol le ferait probablement.

PS. Les buzzers / micros piézoélectriques ne coûtent qu'environ 1 £ sterling ou 2 dollars australiens
#2
+4
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

J'ai utilisé l'ancien Qprox QT110 (enfin, ce n'est pas vraiment du sens tactile, mais proche du proxy) pour détecter le toucher à travers une planche de bois de 4 cm d'épaisseur. J'ai dû régler soigneusement Cx et Rs par essais, mais le résultat final était assez bon.

Si le métal est non magnétique, vous pouvez utiliser des relais Reed à l'intérieur et un petit aimant à l'extérieur pour faire fonctionner les commandes.

#3
+4
Jason S
2009-12-23 19:24:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(ma réponse a migré de échange d'électronique)

À travers du bois de 2 "d'épaisseur: également résistant, mais pas impossible. Je suppose que vous voulez dire faire la distinction entre un doigt / main touchant la boîte, et un doigt / main placé à 1 mm de la boîte.

Si vous pouvez placer une ou plusieurs plaques métalliques à l'extérieur de la boîte - ne fournissant pas une couverture totale de la boîte entière! - alors il existe un certain nombre de possibilités utilisant les champs électromagnétiques. Je peux en penser à quelques-unes (aucune garantie que l'un ou l'autre fonctionnerait!). Mettez votre cap sur la réflexion et imaginez comment le toucher de la peau d'une personne peut altérer un réseau de circuits électromagnétiques.

La plus grande chose qui peut faire la différence est de savoir si vous pouvez faire sortir un conducteur de l'intérieur d'un boîtier, à travers le mur et connecté à la terre, ou à une plaque métallique à l'extérieur du boîtier.

1) La résistance de la peau d'une personne peut fermer un circuit électrique - Avoir deux plaques semi-circulaires, séparées par un petit espace. L'impédance entre n les plaques est une très grande résistance en parallèle avec une petite capacité. Si vous comblez l'espace entre les plaques avec votre peau, vous réduisez considérablement cette résistance. Si vous pouvez en quelque sorte mesurer cette résistance, vous avez terminé:

Si vous pouvez connecter des fils à travers les parois de la boîte aux plaques, c'est facile, utilisez simplement un diviseur de tension et une source de tension CC ou CA qui est petit (ne blessez pas la personne).

Si vous ne parvenez pas à connecter les fils à travers les parois de la boîte aux plaques, vous pourrez peut-être toujours distinguer le toucher de l'absence de contact, mais ce sera plus difficile. Peut-être avez-vous une autre paire d'assiettes, cette fois à l'intérieur de la boîte, de l'autre côté de la paroi de la boîte à partir de la première paire d'assiettes, mais avec un espace beaucoup plus grand. Mesurez la capacité entre les plaques intérieures. Il peut y avoir un changement suffisamment important de la capacité entre les deux plaques intérieures avec / sans personne qui comble l'écart à l'extérieur, que vous puissiez distinguer. Il existe un certain nombre de techniques / puces qui peuvent effectuer une détection capacitive. Cypress a CapSense, Atmel a QTouch, ST Micro a S-Touch, etc.

2) Le corps d'une personne est une antenne raisonnablement bonne et captera le bruit. (Regardez une sonde d'oscilloscope lorsque vous touchez la pointe avec votre doigt.) Si vous avez une plaque à l'extérieur de la boîte et que vous la touchez, vous transférez ce bruit au potentiel électrique de la plaque. Considérez ce cas comme une personne «secouant» le potentiel électrique de haut en bas. Si vous pouvez ressentir cette secousse par rapport à un potentiel de référence, vous avez un capteur. Le problème ici est que trouver un potentiel de référence est tactile. Vous avez vraiment besoin d'une connexion à la terre, car un boîtier flottant dans l'air n'a pas accès à une tension de référence fixe. Vous pourrez peut-être sentir la tension différentielle entre deux plaques ... je sais pas si.


Juste mes deux cents.

#4
+2
starblue
2009-12-23 14:34:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il devrait être possible de capter la flexion minimale du métal avec une jauge de contrainte.

Je les ai vus enregistrer la minuscule flexion d'une barre d'acier de cm pense légèrement poussée avec un doigt. Bien que je ne sache pas de quelle qualité de jauge de contrainte et d'amplificateur vous avez besoin pour y parvenir. Dans tous les cas, ce sera plutôt cher (~ 10 $ de plus).

#5
+2
Leon Heller
2009-12-24 17:55:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La détection du changement de fréquence d'un oscillateur RF peut fonctionner à travers le bois, en raison du changement de capacité causé par la proximité d'une main avec le circuit du réservoir de l'oscillateur. Cela ne fonctionnera pas avec un boîtier en métal, bien sûr.

+1 oui, j'ai vu plusieurs [capteur tactile capacitif] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) aka [commutateur tactile capacitif] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) fonctionne à travers 1/4 "de bois, et je suis assez convaincu que la plupart des [composants électroniques du pavé tactile] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) peuvent être modifiés pour fonctionner à 1 "de bois (sec).
#6
+2
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Comme Leon l'a mentionné, l'oscillateur RF fonctionnera. J'utiliserais un oscillateur hétérodyne composé d'un oscillateur à fréquence fixe, d'un oscillateur à fréquence variable et d'un mélangeur non linéaire (comme une diode). Votre corps agit comme un petit condensateur pour changer la fréquence de l'oscillateur variable. Il est plus facile de mesurer le changement de fréquence de la fréquence mixte.

C'est ainsi que fonctionne un Theremin. Le Theremin est sensible à des distances d'un pied ou deux et l'antenne fonctionnera à l'intérieur d'un boîtier en bois.

Les capteurs Q-touch peuvent également fonctionner. Pouvez-vous fraiser un élément dans le bois de sorte que le contact soit plus proche que l'épaisseur du bois? Q-touch vend des ressorts conçus à cet effet. Une extrémité des ressorts se fixe au PCB et l'autre repose juste en dessous du dessus de la surface.

Je pensais en fait au Theremin quand j'ai écrit ça.
#7
  0
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il existe un matériau relativement nouveau avec le nom sophistiqué de "Quantum Tunneling Composite"

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling_composite

Il fait office de résistance par défaut, mais lorsque la pression est appliquée, il passe à un conducteur. Vous pouvez les acheter sous la forme de "pilules QTC" encore plus étrangement appelées.

Ce sont essentiellement des boutons tactiles à l'état solide (y).

#8
-1
Jason S
2009-12-23 19:27:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(ma réponse a migré de échange électronique)

Par un conducteur de 2 "d'épaisseur? Pas possible, à moins que vous n'ayez une autre électrode à laquelle l'utilisateur est attaché ou debout (dans ce cas, vous pouvez utiliser une approche de type électromètre; c'est un peu comme ça que fonctionnent ces lampes tactiles)

Pensez-y:

Les gens sont essentiellement non magnétiques ce qui exclut une solution utilisant des champs / circuits magnétiques.

Si vous parlez de champs électriques, un conducteur de 2 "d'épaisseur est des millions (probablement des milliards) de fois plus conducteur que le corps humain. Tout champ électrique que vous essayez de générer de l'intérieur de la boîte, qu'il soit CC ou CA, sera considérablement atténué au moment où il sortira, et l'effet incrémentiel d'un corps humain qui le touche ou ne le touche pas est insignifiant. Les effets capacitifs sont faibles (picofarads faibles) et si vous pouviez obtenir la fréquence suffisamment élevée pour la mesurer, vous perdriez à cause de l ' effet de peau: une boîte métallique atténue davantage les champs AC à mesure que vous montez en fréquence.

Si vous essayez de détecter des champs environnementaux provenant de l'extérieur de la boîte (par exemple, traitez la boîte comme une antenne, dont les caractéristiques de réception changent avec l'ajout d'un corps humain qui la touche), vous perdez également à cause de l'atténuation de l'effet de peau .

Mis à part les champs électromagnétiques, vous avez thermique: possible si vous touchez une boîte assez longtemps pour sentir l'échauffement. Ou radioactivité, ou lumière, ou ....

Même quelques millimètres de métal me semblent douteux. Si vous pouvez mettre un accéléromètre à l'intérieur pour détecter les bousculades, cela pourrait fonctionner. vous auriez besoin d'une connexion de circuit de l'intérieur de la boîte à la terre à l'extérieur de la boîte, cependant, pour fournir une référence de tension par rapport à la boîte. Sinon, même avec un morceau de métal de quelques millimètres d'épaisseur, vous avez un bouclier de Faraday avec un potentiel électrique presque uniforme, et aucun moyen de dire si ce potentiel est affecté par quoi que ce soit à l'extérieur.
Mais les iPhones n'ont pas de connexion à la terre et ils peuvent utiliser la détection de capacité. Vous pouvez sentir la capacité d'un être humain touchant un objet conducteur sans que rien ne soit connecté à la terre. La cage de Faraday arrête uniquement les champs électrostatiques, pas le courant alternatif.
Vous pouvez utiliser un réseau en T pour détecter la capacité à travers une barrière conductrice comme un boîtier de projet en métal. Ils ont été utilisés dans les capteurs d'humidité du sol pour cette raison.
@MrEvil: intéressant ... pourriez-vous poster un lien?
@Edward - "La cage de Faraday arrête uniquement les champs électrostatiques, pas AC". Pas vrai. Essayez de recevoir un signal radio dans une cage de Faraday.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...